(57)【要約】【課題】成膜速度を上げ、かつ、膜厚分布の均一性を向上させることができるＤＣ又はＤＣパルススパッタリング装置を提供すること。【解決手段】処理チャンバ２０内には、カソード２１が設置されている。カソード２１上には、ターゲットＴが載置される。処理チャンバ２０の上面には、防着板２３が配置されている。防着板２３上には、基板ホルダ２４が設けられており、この基板ホルダ２４には、シリコン基板２５が保持されている。処理チャンバ２０の側面には、ガス源２６からガス導入管２７を通じてガスが導入される。防着板２３の電位と基板ホルダ２４の電位が等しく、かつ、フローティングである。【選択図】図２
2006083459.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラズマチャンバ内に置かれた電極に直流電圧を連続的にもしくはパルス状に印加することにより得られる放電を用いて被処理基板に対してスパッタリング処理するスパッタリング装置であって、
装置本体と、前記装置本体内に設置され、ターゲットを載置し、直流電圧を印加するカソードと、前記装置本体内に前記カソードと対向して前記装置本体との間に絶縁性部材を介して配置された防着部材と、前記防着部材に取り付けられ、前記カソードと対向するように被処理基板を保持する基板保持部材と、を具備し、前記防着部材の電位と前記基板保持部材の電位が等しく、かつ、フローティングであることを特徴とするスパッタリング装置。
【請求項２】
プラズマチャンバ内に置かれた電極に直流電圧を連続的にもしくはパルス状に印加することにより得られる放電を用いて被処理基板に対してスパッタリング処理するスパッタリング装置であって、
装置本体と、前記装置本体内にガスを導入するガス導入手段と、前記装置本体内に設置され、ターゲットを載置し、直流電圧を印加するカソードと、前記装置本体内に前記カソードと対向して前記装置本体との間に絶縁性部材を介して配置された防着部材と、前記防着部材に取り付けられ、前記カソードと対向するように被処理基板を保持し、前記防着部材と同電位の基板保持部材と、前記防着部材の電位を接地あるいはフローティングに切り替える切替手段と、を具備することを特徴とするスパッタリング装置。
【請求項３】
装置本体と、前記装置本体内にガスを導入するガス導入手段と、前記装置本体内に設置され、ターゲットを載置し、直流電圧を印加するカソードと、前記装置本体内に前記カソードと対向して前記装置本体との間に絶縁性部材を介して配置された防着部材と、前記防着部材に取り付けられ、前記カソードと対向するように被処理基板を保持し、前記防着部材と同電位の基板保持部材と、前記防着部材の電位を接地あるいはフローティングに切り替える切替手段と、を具備するスパッタリング装置において、前記カソードに直流電圧を連続的にもしくはパルス状に印加することにより得られる放電を用いて前記被処理基板に対してスパッタリング処理するスパッタリング方法であって、
前記防着部材の電位と前記基板保持部材の電位をフローティングにした状態下で、不活性ガス及び第１の元素を含むガスを導入して第２の元素を含むターゲットを用いてスパッタリング処理を行って被処理基板上に前記第１及び第２の元素を含む膜を形成することを特徴とするスパッタリング方法。
【請求項４】
装置本体と、前記装置本体内にガスを導入するガス導入手段と、前記装置本体内に設置され、ターゲットを載置し、直流電圧を印加するカソードと、前記装置本体内に前記カソードと対向して前記装置本体との間に絶縁性部材を介して配置された防着部材と、前記防着部材に取り付けられ、前記カソードと対向するように被処理基板を保持し、前記防着部材と同電位の基板保持部材と、前記防着部材の電位を接地あるいはフローティングに切り替える切替手段と、を具備するスパッタリング装置において、前記カソードに直流電圧を連続的にもしくはパルス状に印加することにより得られる放電を用いて前記被処理基板に対してスパッタリング処理するスパッタリング方法であって、
前記防着部材の電位と前記基板保持部材の電位をフローティングにした状態下で、不活性ガス及び第１の元素を含むガスを導入して第２の元素を含むターゲットを用いてスパッタリング処理を行って被処理基板上に前記第１及び第２の元素を含む第１の膜を形成する工程と、
前記切替手段により前記防着部材を接地した状態で、前記不活性ガスを導入して第２の元素を含むターゲットを用いてスパッタリング処理を行って前記第１の膜上に前記第２の元素からなる導電性の第２の膜を形成する工程と、
を具備することを特徴とするスパッタリング方法。
【請求項５】
前記第１の膜が絶縁膜であることを特徴とする請求項３又は請求項４記載のスパッタリング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はスパッタリング装置及びスパッタリング方法に関し、特に直流もしくは直流パルス型スパッタリング装置及びスパッタリング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のスパッタリング装置においては、スパッタリング処理中に装置上面又は側面に付着した物質が剥がれ落ちてパーティクルになることを防止するために、装置上面又は側面に防着板と呼ばれる板状体を配置している。この防着板は、表面をブラスト処理により粗面化して表面積を大きくし、スパッタリング物質をその表面に付着させるものである。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２７７９０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
スパッタリング装置には、高周波を印加するタイプの高周波（ＲＦ）型スパッタリング装置の他に、装置内に直流電圧を連続的にもしくはパルス状に印加するタイプの直流（ＤＣ）型又は直流（ＤＣ）パルス型スパッタリング装置がある。従来から、ＲＦスパッタリング装置における防着板についての検討は数多くなされているが、ＤＣ又はＤＣパルススパッタリング装置における防着板についての検討はあまりなされていないのが現状である。特に、ＤＣ又はＤＣパルススパッタリング装置において、防着板の存在による成膜速度や膜厚分布などについての検討はなされていなかった。
【０００５】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、成膜速度を上げ、かつ、膜厚分布の均一性を向上させることができるＤＣ又はＤＣパルススパッタリング装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のスパッタリング装置は、プラズマチャンバ内に置かれた電極に直流電圧を連続的にもしくはパルス状に印加することにより得られる放電を用いて被処理基板に対してスパッタリング処理するスパッタリング装置であって、装置本体と、前記装置本体内に設置され、ターゲットを載置し、直流電圧を印加するカソードと、前記装置本体内に前記カソードと対向して前記装置本体との間に絶縁性部材を介して配置された防着部材と、前記防着部材に取り付けられ、前記カソードと対向するように被処理基板を保持する基板保持部材と、を具備し、前記防着部材の電位と前記基板保持部材の電位が等しく、かつ、フローティングであることを特徴とする。
【０００７】
この構成によれば、防着部材及び基板保持部材が電気的に接地から絶縁された状態となっているので、成膜中に被処理基板と接地された装置本体との間で異常放電が起こることがない。その結果、カソードに印加された直流電圧を効率良くスパッタリングに利用することができるので、成膜速度を低下させることなく、しかも均一な膜厚分布を得ることが可能となる。
【０００８】
本発明のスパッタリング装置は、プラズマチャンバ内に置かれた電極に直流電圧を連続的にもしくはパルス状に印加することにより得られる放電を用いて被処理基板に対してスパッタリング処理するスパッタリング装置であって、装置本体と、前記装置本体内にガスを導入するガス導入手段と、前記装置本体内に設置され、ターゲットを載置し、直流電圧を印加するカソードと、前記装置本体内に前記カソードと対向して前記装置本体との間に絶縁性部材を介して配置された防着部材と、前記防着部材に取り付けられ、前記カソードと対向するように被処理基板を保持し、前記防着部材と同電位の基板保持部材と、前記防着部材の電位を接地あるいはフローティングに切り替える切替手段と、を具備することを特徴とする。
【０００９】
この構成によれば、防着部材の電位と基板保持部材の電位を同じとし、防着部材の電位と基板保持部材の電位を、フローティングにする状態と接地する状態とに切り替えることができる。これにより、膜の種類に応じて電位状態を変えることができるので、膜毎に成膜速度を向上させることができる。
【００１０】
本発明のスパッタリング方法は、装置本体と、前記装置本体内にガスを導入するガス導入手段と、前記装置本体内に設置され、ターゲットを載置し、直流電圧を印加するカソードと、前記装置本体内に前記カソードと対向して前記装置本体との間に絶縁性部材を介して配置された防着部材と、前記防着部材に取り付けられ、前記カソードと対向するように被処理基板を保持し、前記防着部材と同電位の基板保持部材と、前記防着部材の電位を接地あるいはフローティングに切り替える切替手段と、を具備するスパッタリング装置において、前記カソードに直流電圧を連続的にもしくはパルス状に印加することにより得られる放電を用いて前記被処理基板に対してスパッタリング処理するスパッタリング方法であって、前記防着部材の電位と前記基板保持部材の電位をフローティングにした状態下で、不活性ガス及び第１の元素を含むガスを導入して第２の元素を含むターゲットを用いてスパッタリング処理を行って被処理基板上に前記第１及び第２の元素を含む膜を形成することを特徴とする。
【００１１】
この方法によれば、防着部材及び基板保持部材が電気的に接地から絶縁された状態となっているので、成膜中に被処理基板と接地された装置本体との間で異常放電が起こることがない。その結果、カソードに印加された直流電圧を効率良くスパッタリングに利用することができるので、成膜速度を低下させることなく、しかも均一な膜厚分布で、被処理基板上にガスに含まれる第１の元素とターゲットに含まれる第２の元素を含む膜を得ることが可能となる。
【００１２】
本発明のスパッタリング方法は、装置本体と、前記装置本体内にガスを導入するガス導入手段と、前記装置本体内に設置され、ターゲットを載置し、直流電圧を印加するカソードと、前記装置本体内に前記カソードと対向して前記装置本体との間に絶縁性部材を介して配置された防着部材と、前記防着部材に取り付けられ、前記カソードと対向するように被処理基板を保持し、前記防着部材と同電位の基板保持部材と、前記防着部材の電位を接地あるいはフローティングに切り替える切替手段と、を具備するスパッタリング装置において、前記カソードに直流電圧を連続的にもしくはパルス状に印加することにより得られる放電を用いて前記被処理基板に対してスパッタリング処理するスパッタリング方法であって、前記防着部材の電位と前記基板保持部材の電位をフローティングにした状態下で、不活性ガス及び第１の元素を含むガスを導入して第２の元素を含むターゲットを用いてスパッタリング処理を行って被処理基板上に前記第１及び第２の元素を含む第１の膜を形成する工程と、前記切替手段により前記防着部材を接地した状態で、前記不活性ガスを導入して第２の元素を含むターゲットを用いてスパッタリング処理を行って前記第１の膜上に前記第２の元素からなる導電性の第２の膜を形成する工程と、を具備することを特徴とする。
【００１３】
この方法によれば、第１の膜を形成する第１の状態で、防着部材の電位と基板保持部材の電位を同じとし、防着部材の電位と基板保持部材の電位をフローティングにし、第２の膜を形成する第２の状態では、両者の電位を接地する。これにより、第１の膜の成膜中には被処理基板と接地された装置本体との間で異常放電が起こることがなく、成膜速度を低下させることなく、しかも均一な膜厚分布を得ることが可能となる。また、第２の膜の成膜中には防着部材と基板保持部材が接地されているので、第２の膜の成膜速度を上げることができる。
【００１４】
本発明のスパッタリング方法においては、前記第１の膜が絶縁膜であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ＤＣ又はＤＣパルススパッタリング装置において、防着部材の電位と基板保持部材の電位を同じとし、防着部材の電位と基板保持部材の電位をフローティングにするので、防着部材と基板保持部材との間の異常放電の発生を防止できる。その結果、プラズマ化したガス種がほとんどスパッタリングに使用されることになり、成膜速度を低下させることなく、均一な膜厚分布を得ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明者は、ＲＦスパッタリング装置に設けられている防着板をＤＣもしくはＤＣパルススパッタリング装置に配置した場合において、被処理基板上に絶縁膜をスパッタリングすると、次のような問題が生じることに着目した。ＤＣもしくはＤＣパルス型スパッタリング装置にＲＦスパッタリング装置に設けられている防着板を同様に配置すると図１に示すようになる。
【００１７】
図１に示すスパッタリング装置においては、処理チャンバ１０内に、カソード１１が設置されている。このカソード１１上には、ターゲットＴが載置される。処理チャンバ１０の上面（天井）には、防着板１２が配置されており、防着板１２上には、絶縁性部材１３を介して基板ホルダ１４が設けられており、この基板ホルダ１４には、被処理基板であるシリコン基板１５が保持されている。また、処理チャンバ１０の側面には、ガス導入部が形成されており、ガス源１７からガス導入管１８を通じてガスが導入されるようになっている。
【００１８】
上記構成においては、防着板１２は処理チャンバ１０に直接取り付けられているので接地されている。一方、ＤＣスパッタリング装置では、シリコン基板１５上に絶縁膜を形成する際に絶縁膜が基板ホルダ１４に付着し、その絶縁膜がチャージアップして絶縁破壊を起こすことがある。このため、このような問題を解決するために、処理チャンバ１０（防着板１２）と基板ホルダ１４との間に絶縁性部材１３を介在させている。したがって、このような構成においては、フローティングである基板ホルダ１４と、接地されている防着板１２との間で異常放電１６が起こると考えられる。異常放電１６が起こると、この放電によりプラズマ化したガス種が引っ張られてしまい、スパッタリングへの寄与度が小さくなる。その結果、成膜速度が低下し、膜厚分布が不均一になってしまう。
【００１９】
そこで、本発明者は、異常放電を起こす防着部材と基板保持部材とを同じ電位にすることにより、上記問題を解決できることを見出し本発明をするに至った。すなわち、本発明の骨子は、ＤＣもしくはＤＣパルススパッタリング装置において、防着部材の電位と基板保持部材の電位を同じにし、防着部材の電位と基板保持部材の電位をフローティングにすることにより、防着部材と基板保持部材との間の異常放電の発生を防止して、成膜速度を低下させず、膜厚分布を均一にすることである。
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
（実施の形態１）
本実施の形態においては、被処理基板であるシリコン基板に絶縁膜であるＴｉＯｘ膜をＤＣスパッタリングにより形成する場合について説明する。図２は、本発明の実施の形態１に係るスパッタリング装置の概略構成を示す図である。
【００２１】
図２に示すスパッタリング装置は、装置本体である処理チャンバ２０を備えている。この処理チャンバ２０は、例えば５００ｍｍφの外径を有する。この処理チャンバ２０内には、陰極電極であるカソード２１が設置されている。このカソード２１に直流電圧を連続的にもしくはパルス状に印加する。このカソード２１上には、ターゲットＴが載置される。
【００２２】
処理チャンバ２０の上面（天井）には、防着板２３が配置されている。この防着板２３は、例えばステンレス鋼で構成され、例えば０．５ｍｍの厚さを有しており、下側（カソード側）の表面には、ブラスト処理がなされて粗面化されている。この防着板２３は、処理チャンバ２０の上面に絶縁性部材２２を介して取り付けられている。この絶縁性部材２２は、例えばアルミナなどの絶縁性材料で構成され、厚さが約５ｍｍ〜１０ｍｍである。この防着板２３上には、金属製の基板ホルダ２４が設けられており、この基板ホルダ２４には、被処理基板であるシリコン基板２５が保持されている。このシリコン基板２５は、カソード１１と対向するように基板ホルダ２４により保持されている。なお、シリコン基板２５は、例えば１００ｍｍφの外径を有する。
【００２３】
処理チャンバ２０の側面には、ガス導入部が形成されており、ガス源２６からガス導入管２７を通じてガスが導入されるようになっている。なお、図２においては、ガス源２６は一つであるが、これに限定されず、複数のガス源から処理チャンバ２０に複数のガスを混合して又は切り替えて導入できるような構成であっても良い。
【００２４】
防着板２３は、図１に示す防着板１２と異なり、処理チャンバ２０の上面から絶縁性部材２２を介して取り付けられている。また、その防着板２３上に基板ホルダ２４が設けられ、その基板ホルダ２４にシリコン基板２５が保持されている。このため、防着板２３及び基板ホルダ２４は、電気的に接地から絶縁された状態となっている。すなわち、防着板２３の電位と基板ホルダ２４の電位が同じであり、しかも防着板２３の電位と基板ホルダ２４の電位がフローティングである。このように防着板２３及び基板ホルダ２４が電気的に接地から絶縁された状態となっているので、成膜中にシリコン基板２５と接地された防着板２３との間で異常放電が起こることがない。その結果、カソード２１に印加された直流電圧を効率良くスパッタリングに利用することができるので、成膜速度を低下させることなく、しかも均一な膜厚分布を得ることが可能となる。
【００２５】
このような構成を有するスパッタリング装置において、ガス源２６からガス導入管２７を通して、不活性ガス、例えばＡｒガスを処理チャンバ２０に導入し、カソード２１に直流電圧、例えば４００Ｖを印加する。これにより、処理チャンバ２０内に放電が起こり、Ａｒガス中のＡｒがプラズマ化（イオン化）する。このプラズマ化したＡｒ+は、陰極であるターゲットＴに引き寄せられ、ターゲットＴをたたく。これにより、ターゲット原子がターゲットＴから飛び出してシリコン基板２５表面に被着する。
【００２６】
次に、上記構成を有するスパッタリング装置において、シリコン基板２５上に絶縁膜としてＴｉＯｘ膜を形成する場合について説明する。まず、処理チャンバ２０内のカソード２１上にＴｉＯｙターゲットを置く。次いで、ガス源２６からガス導入管２７を通してＡｒガスとＯ2ガスをそれぞれ別ルートで処理チャンバ２０内に導入する。その状態で、カソード２１に４００Ｖを印加する。これにより、処理チャンバ２０内に放電電力１ｋＷのＤＣ放電が発生する。このＤＣ放電によりＡｒガス及びＯ2ガスがプラズマ化して反応性スパッタリング処理がなされて、ＴｉＯｘ膜がシリコン基板２５に被着する。
【００２７】
このような成膜中において、防着板２３及び基板ホルダ２４が電気的に接地から絶縁された状態となっているので、シリコン基板２５と防着板２３との間で異常放電が起こることがない。その結果、Ａｒ+がほとんどスパッタリングに使用されることになり、カソード２１でＡｒ+を損失なく制御することが可能となる。したがって、成膜速度を低下させることなく、しかも均一な膜厚分布を得ることが可能となる。
【００２８】
ここで、本発明の効果を明確にするために行った実施例について説明する。図１に示すスパッタリング装置と図２に示す本発明に係るスパッタリング装置において、それぞれシリコン基板２５上にＴｉＯｘ膜を厚さ１００ｎｍ成膜した。このときの成膜速度とシリコン基板２５内の膜厚分布について調べた。なお、成膜速度は、ＴｉＯｘ膜の厚さが１００ｎｍになるまでの時間を測定することにより求め、膜厚分布は、触針式段差計DEKTAK（ULVAC社製、商品名）により求めた。その結果を図３に示す。
【００２９】
図３は、本発明の実施の形態１に係るスパッタリング装置の効果を説明するための図である。図３から明らかなように、図１に示すスパッタリング装置で成膜したＴｉＯｘ膜（参考例：破線）は、特定の部分の膜厚が極端に厚くなっている。これは、接地されている防着板１２と接地から絶縁されている基板ホルダ１４との間で異常放電が起こっているためであると考えられる。一方、本発明に係るスパッタリング装置で成膜したＴｉＯｘ膜（実施例：実線）は、シリコン基板全面にわたって均一に成膜できている。
【００３０】
また、成膜速度は、図１に示すスパッタリング装置では、０．１ｎｍ／ｓｅｃであり、本発明に係るスパッタリング装置では、０．２ｎｍ／ｓｅｃであった。本発明に係るスパッタリング装置では、異常放電が起こっていないので、カソードに印加した直流電圧が効率良くスパッタリングに利用される。このため、本発明に係るスパッタリング装置での成膜速度は、異常放電が起こった図１に示すスパッタリング装置での成膜速度の約２倍に向上した。
【００３１】
本実施の形態では、絶縁膜がＴｉＯｘ膜である場合について説明しているが、本発明は、絶縁膜がＳｉＯｘ膜である場合にも同様に適用することができる。
【００３２】
（実施の形態２）
本実施の形態においては、ＤＣパルススパッタリングにより被処理基板であるシリコン基板に絶縁膜であるＡｌＯｘ膜を形成し、その上にＡｌ膜を形成する場合について説明する。図４は、本発明の実施の形態２に係るスパッタリング装置の概略構成を示す図である。図４において、図２と同じ部分については図２と同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００３３】
図４に示す装置は、防着板２３を接地するスイッチ３０を備えている。このスイッチ３０は、不活性ガス、例えばＡｒガス及び第１の元素を含むガス、例えばＯ2ガスを導入して第２の元素、例えばＡｌを含むターゲット、例えばＡｌターゲットを用いてスパッタリング処理を行ってシリコン基板２５上に第１及び第２の元素を含む絶縁膜、例えばＡｌＯｘ膜を形成する第１の状態と、不活性ガスを導入して第２の元素を含むターゲットを用いてスパッタリング処理を行って絶縁膜上に第２の元素からなる導電膜、例えばＡｌ膜を形成する第２の状態とを切り替える。
【００３４】
すなわち、絶縁膜を形成する第１の状態では、防着板２３の電位と基板ホルダ２４の電位を同じとし、防着板２３の電位と基板ホルダ２４の電位をフローティングにするために、スイッチ３０はＯＦＦにする。一方、導電膜を形成する第２の状態では、少なくとも防着板２３の電位を接地するために、スイッチ３０はＯＮにする。導電膜を形成する第２の状態で少なくとも防着板２３の電位を接地するのは次の理由による。
【００３５】
例えば、Ａｌターゲットを用いて、ＡｒガスとＯ2ガスの反応性スパッタリングでシリコン基板上にＡｌＯｘ膜を形成し、その後ＡｒガスのみのスパッタリングでＡｌＯｘ膜上にＡｌ膜を形成するとする。Ａｌ膜を形成する際に、防着板２３の電位と基板ホルダ２４の電位がフローティングである第１の状態のままであると、Ａｌターゲットから飛び出たＡｌ原子がシリコン基板２５に被着し難くなる。このため、少なくとも防着板２３の電位を接地した第２の状態にして、Ａｌターゲットから飛び出たＡｌ原子をシリコン基板２５に被着させる。
【００３６】
このように、防着板２３の電位と基板ホルダ２４の電位を同じとし、防着板２３の電位と基板ホルダ２４の電位をフローティングにする状態と、少なくとも防着板２３の電位を接地する状態とを切り替えることができる。これにより、膜の種類（絶縁膜、導電膜）に応じて電位状態を変えることができるので、膜毎に成膜速度を向上させることができる。
【００３７】
また、Ａｌターゲットを用いてスパッタリングを行うと、処理中にターゲット表面が酸化して、できた酸化物がチャージアップする。このため、ＤＣスパッタリングであると、カソード上で絶縁破壊が起こる恐れがあるので、ＤＣパルススパッタリングで周期的にチャージを抜くようにしている。
【００３８】
本実施の形態においては、絶縁膜を形成する第１の状態で、防着板２３の電位と基板ホルダ２４の電位を同じとし、防着板２３の電位と基板ホルダ２４の電位をフローティングにし、導電膜を形成する第２の状態では、少なくとも防着板２３の電位を接地する。これにより、絶縁膜の成膜中にはシリコン基板２５と防着板２３との間で異常放電が起こることがなく、成膜速度を低下させることなく、しかも均一な膜厚分布を得ることが可能となる。また、導電膜の成膜中には少なくとも防着板２３が接地されているので、導電膜の成膜速度を向上させることができる。
【００３９】
次に、上記構成を有するスパッタリング装置において、シリコン基板２５上に絶縁膜としてＡｌＯｘ膜を形成し、その後ＡｌＯｘ膜上に導電膜としてＡｌ膜を形成する場合について説明する。まず、処理チャンバ２０内のカソード２１上にＡｌターゲットを置く。次いで、ガス源２６からガス導入管２７を通してＡｒガスとＯ2ガスをそれぞれ別ルートで処理チャンバ２０内に導入する。その状態で、カソード２１に４００Ｖを間歇的に印加する。このとき、スイッチ３０はＯＦＦにする。これにより、処理チャンバ２０内に放電電力１ｋＷ、パルス周波数５０ｋＨｚ、デューティ比４５％のＤＣパルス放電を発生させる。このＤＣパルス放電によりＡｒガス及びＯ2ガスがプラズマ化して反応性スパッタリング処理がなされて、ＡｌＯｘ膜がシリコン基板２５に被着する。
【００４０】
ＡｌＯｘ膜の成膜中において、防着板２３及び基板ホルダ２４が電気的に接地から絶縁された状態となっているので、シリコン基板２５と防着板２３との間で異常放電が起こることがない。その結果、Ａｒ+がほとんどスパッタリングに使用されることになり、カソード２１でＡｒ+を損失なく制御することが可能となる。したがって、成膜速度を低下させることなく、しかも均一な膜厚分布を得ることが可能となる。
【００４１】
次いで、ガス源２６からガス導入管２７を通してＡｒガス（この場合の混合割合は、Ａｒ：Ｏ2＝１００：０）を処理チャンバ２０内に導入する。その状態で、カソード２１−アノード２６間に４００Ｖを間歇的に印加する。このとき、スイッチ３０はＯＮにする。これにより、処理チャンバ２０内に放電電力１ｋＷ、パルス周波数５０ｋＨｚ、デューティ比４５％のＤＣパルス放電を発生させる。このＤＣパルス放電によりＡｒガスがプラズマ化してスパッタリング処理がなされて、Ａｌ膜がＡｌＯｘ膜上に被着する。
【００４２】
Ａｌ膜の成膜中において、防着板２３及び基板ホルダ２４が電気的に接地されたＡｌ膜がＡｌＯｘ膜に効率良く被着した。スイッチ３０をＯＦＦにした状態で上記条件でＡｌＯｘ膜上にＡｌ膜を成膜したときには、成膜速度が１ｎｍ／ｓｅｃであったが、スイッチをＯＮにした状態でＡｌＯｘ膜上にＡｌ膜を成膜したときには、成膜速度が２ｎｍ／ｓｅｃとなり、２倍に向上した。また、ＡｌＯｘ膜の成膜速度は、図１に示すスパッタリング装置では、０．１５ｎｍ／ｓｅｃであったが、図４に示すスパッタリング装置では、０．３ｎｍ／ｓｅｃであった。
【００４３】
本実施の形態では、絶縁膜（第１の膜）がＡｌＯｘ膜であり、導電膜（第２の膜）がＡｌ膜である場合について説明しているが、本発明は、絶縁膜がＴｉＮ膜であり、導電膜がＴｉ膜である場合にも同様に適用することができる。
【００４４】
本発明は上記実施の形態１，２に限定されず、種々変更して実施することが可能である。例えば、上記実施の形態で説明した数値や材質については特に制限はなく、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更することが可能である。また、本実施の形態１，２においては、防着板が装置上面に配置された場合について説明しているが、本発明は、防着板が装置側面に配置された場合にも同様に適用することが可能である。その他、スパッタリング装置の構成（カソードの位置や、ガス源の数や供給路など）は、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】ＤＣスパッタリング装置における問題点を説明するための図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係るスパッタリング装置の概略構成を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係るスパッタリング装置の効果を説明するための図である。
【図４】本発明の実施の形態２に係るスパッタリング装置の概略構成を示す図である。
【符号の説明】
【００４６】
１０，２０  処理チャンバ
１１，２１  カソード
１２，２３  防着板
１３，２２  絶縁性部材
１４，２４  基板ホルダ
１５，２５  シリコン基板
１６  異常放電
１７，２６  ガス源
１８，２７  ガス導入管
３０  スイッチ
Ｔ  ターゲット
【図１】
2006083459.tif 000003
【図２】
2006083459.tif 000004
【図３】
2006083459.tif 000005
【図４】
2006083459.tif 000006